Impianti fotovoltaici in città: un software calcola dove conviene installarli

I ricercatori della Delft University hanno sviluppato un nuovo approccio per il calcolo veloce e accurato del potenziale di energia fotovoltaica delle superfici nelle aree urbane. Il nuovo approccio può aiutare significativamente gli architetti e i pianificatori urbani ad incorporare efficacemente gli impianti fotovoltaici nei propri progetti strutturali.
 
Lo studio della TU Delft contenente le indicazioni per la progettazione edile efficiente è stato pubblicato il 4 febbraio scorso dal giornale online Nature Energy, ottenendo da subito grande interesse a livello internazionale. È infatti ben noto a tutti gli operatori del settore edile ed energetico che la presenza di edifici, alberi o altre strutture nelle aree urbane causa un’inevitabile ombreggiatura dei moduli solari, limitando così le performance degli impianti.
 
Avere la possibilità di valutare accuratamente il modo in cui il sole colpisce ciascuna superficie, tenendo al contempo conto della relazione prezzo/prestazioni degli impianti fotovoltaici, può essere la soluzione più consona per facilitare l’integrazione di queste tecnologie nell’ambiente urbano.
 
Ad oggi sono disponibili numerosi strumenti per la simulazione della produzione energetica dei sistemi fotovoltaici installati su una superficie: software generalmente basati su modelli matematici che determinano l’intensità di irraggiamento dei pannelli solari.
Ripetendo il calcolo dell’irraggiamento durante il corso di un anno, questi strumenti matematici sono in grado di fornire un’indicazione della radiazione annuale ricevuta nell’arco di 12 mesi.
 
Nonostante questi modelli siano piuttosto diffusi ed utilizzati, è corretto affermare che ottenere un calcolo preciso della produzione elettrica di un impianto FV in ambito urbano è tutt’altro che semplice.
La simulazione dell’ombreggiatura provocata dagli oggetti ed edifici urbani, modificata durante l’anno dal movimento naturale del sole, complica infatti in modo esponenziale i calcoli da effettuare.
 
Il nuovo approccio semplifica la procedura e permette all’utente di valutare velocemente e accuratamente il potenziale di energia solare di ampie aree urbane. Si basa sulla correlazione tra il profilo dello skyline cittadino e della radiazione annuale ricevuta in un determinato punto/luogo.
Lo studio pubblicato su Nature Energy dimostra che il valore di radiazione solare annuale ricevuta da una data superficie in un ambiente urbano può essere quantificato grazie a due parametri, ricavabili direttamente dal profilo urbano (skyline): il fattore vista-del-cielo (sky view) e il fattore di copertura solare.
 
Il primo parametro viene utilizzato per stimare il livello di irraggiamento ottenuto dalla luce solare diffusa, mentre il secondo indica il livello di irraggiamento ottenuto dai raggi solari diretti; la combinazione di questi due indicatori, a quanto dicono i ricercatori della TU Delft, permette di ridurre significativamente la complessità di calcolo del problema.
Andrés Calcabrini, ricercatore del dipartimento di Energia elettrica sostenibile dell’Università di Delft, nei Paesi Bassi, ha sviluppato il nuovo approccio sotto la supervisione del Professor Miro Zeman e del Dott. Olindo Isabella. I tre ricercatori fanno parte del gruppo Materiali e Prodotti e Fotovoltaici (PVMD) e hanno già integrato il nuovo approccio in un software toolbox avanzato, attraverso il quale è possibile calcolare accuratamente la resa di impianti fotovoltaici a seconda della loro posizione.
 
Il responsabile del gruppo PVMD, Olindo Isabella, ha spiegato “Il nostro approccio rapido, integrato nei software di calcolo della produttività potenziale degli impianti fotovoltaici può aiutare in modo significativo nelle scelte di design e nella distribuzione degli edifici con impianti solari integrati all’interno di quadri complessi di pianificazione urbana. Aiuterà inoltre gli investitori a scegliere se e quando integrare gli impianti fotovoltaici e in quali luoghi ciò sia più conveniente.”